Ископаемое месторождение — «Розеттский камень» для понимания ранней жизни

Передовые технологии раскрыли секреты всемирно известного скопления окаменелостей в Шотландии, что может дать ключевые подсказки о ранней жизни на Земле.

Анализ находок возрастом 400 миллионов лет из сельской местности на северо-востоке Шотландии показал, что сохранность окаменелостей на молекулярном уровне лучше, чем предполагалось ранее.

Новое исследование великолепно сохранившихся образцов из Абердиншира позволило ученым определить химические «отпечатки пальцев» различных организмов в породе.

Подобно тому, как Розеттский камень помог египтологам расшифровать иероглифы, команда надеется, что эти химические коды помогут расшифровать больше информации о жизни, представленной другими, более неоднозначными окаменелостями.

Уникальная экосистема окаменелостей была обнаружена в 1912 году недалеко от деревни Райни в Абердиншире. Организмы были минерализованы и заключены в кремнистую породу — кремнистый сланец Райни. Он образовался в раннем девонском периоде, около 407 миллионов лет назад, и играет важную роль в понимании учеными жизни на Земле.

Исследователи объединили новейшие неразрушающие методы визуализации с анализом данных и машинным обучением для изучения окаменелостей из коллекций Национальных музеев Шотландии и университетов Абердина и Оксфорда. Ученые из Эдинбургского университета смогли проникнуть глубже, чем когда-либо прежде, что, по их словам, может раскрыть новую информацию о менее хорошо сохранившихся образцах.

Используя метод FTIR-спектроскопии (инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье), исследователи обнаружили впечатляющую сохранность молекулярной информации внутри клеток, тканей и организмов в породе.

Поскольку ученые уже знали, какие организмы представляют большинство окаменелостей, они смогли определить молекулярные сигнатуры, достоверно отличающие грибы, бактерии и другие группы.

Эти «отпечатки пальцев» затем были использованы для идентификации некоторых более загадочных представителей экосистемы Райни, включая два образца таинственных трубчатых «нематофитов».

Эти странные организмы, встречающиеся в девонских и более поздних силурийских отложениях, обладают как водорослевыми, так и грибковыми характеристиками, и их ранее было трудно отнести к какой-либо категории. Новые данные указывают на то, что они вряд ли были ни лишайниками, ни грибами.

Доктор Шон Макмэхон из Школы физики и астрономии и Школы наук о Земле Эдинбургского университета отметил: «Мы показали, как быстрый неинвазивный метод можно использовать для различения различных форм жизни, и это открывает уникальное окно в разнообразие ранней жизни на Земле».

Команда загрузила свои данные в алгоритм машинного обучения, который смог классифицировать различные организмы, что открывает потенциал для сортировки других наборов данных из других пород, содержащих окаменелости.

Доктор Корентин Лорон подчеркнул, что исследование демонстрирует ценность объединения палеонтологии с физикой и химией для получения новых знаний о ранней жизни.

Доктор Ник Фрейзер из Национальных музеев Шотландии уверен, что ценность музейных коллекций для понимания нашего мира нельзя недооценивать: «Постоянное развитие аналитических методов открывает новые пути для изучения прошлого. Наше новое исследование предоставляет еще один способ заглянуть еще глубже в летопись окаменелостей».

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.